驱动压电变压器之方法及装置

摘要

本发明系两种控制方法之组合，其一系控制压电变压器昇压比之方法，另一则是控制压电变压器驱动波形之方法。切换控制方法之临界值系依据磁滞特性设定，藉以避免切换时之频率不稳定及自然频率下之驱动。当来源电压固定时，驱动频率系改变侦测电阻16的电阻至驱动频率到达会产生问题的自然频率。当驱动频率到达自然频率时，驱动电路的电源可降低驱动波形的振幅，藉以在不改变输出电压的情况下，降低驱动频率。在这种状况下(当振幅很小)，最小输出电压是增加驱动频率至自然频率以得到。这种方法及装置可提供较广范围之输出电压，且压电变压器可具有较可靠的输出特性。

主权项

1.一种压电变压器之驱动方法,其步骤包括:切换该驱动波形之一振幅至一小振幅以控制该压电变压器、并以小于一自然频率之一驱动频率驱动该压电变压器,当该驱动频率到达一自然频率,其可使该驱动波形变成一非零电压切换状态或变成一重叠较高谐波之波形、且该驱动波形较该共振频率增加一频率范围内;切换该驱动波形之该振幅至一大振幅以控制该压电变压器、并以大于该自然频率之一驱动频率驱动该压电变压器,当该驱动频率到达接近该共振频率之一预定频率、且驱动该压电变压器于该小振幅及驱动该压电变压器于大于该共振频率之频率;其中,当该来源电压固定时,在切换该驱动波形之该振幅至该小振幅时之该输出电压系小于在切换该驱动波形之该振幅至该大振幅时之该输出电压。2.一种压电变压器之驱动方法,其步骤包括:切换该驱动波形之一振幅至一小振幅以控制该压电变压器、并以小于一自然频率之一驱动频率驱动该压电变压器,当该驱动频率到达该适当频率,其可使该驱动波形变成一非零电压切换状态或变成一重叠较高谐波之波形、且该驱动波形较该共振频率增加一频率范围内;切换该驱动波形之该振幅至一大振幅以控制该压电变压器、并以大于该适当频率之一驱动频率驱动该压电变压器,当该驱动频率到达接近该共振频率之一预定频率、且驱动该压电变压器于该小振幅及驱动该压电变压器于大于该共振频率之频率;其中,当该输出电压固定时,在切换该驱动波形之该振幅至该小振幅时之该来源电压系大于在切换该驱动波形之该振幅至该大振幅时之该来源电压。3.一种压电变压器之驱动装置,包括:一驱动电路,施加类似一弦波之该驱动波形至该压电变压器之该输入部;一切换元件,连接于该压电变压器之输入端及一直流电源;一整流平滑电路,整流平滑该压电变压器之该输出信号,并将其施加于该负载;一固定阻抗电路,其一端连接至该压电变压器之该输出端;一侦测电阻,连接于该固定阻抗电路之另一端;一输出电压侦测电路,侦测该侦测电阻两端之电压;一控制信号产生器,根据该输出电压侦测电路之侦测电压,产生一控制电压及一控制电流;一电流控制振荡器,根据该控制电流以振荡于一频率;一驱动控制信号产生装置,接收一振荡信号,并产生一驱动控制波形以供应至该驱动电路,及产生一驱动波形;一控制电路,产生一信号,藉以在接收该电流控制信号之该振荡信控所产生之一周期比下,控制一切换元件;一磁滞比较装置,比较由该自然频率转换之一标准电压,其可使该驱动波形转换成一零电压切换波形或转换至一与该控制电路之该输出信号重叠有较高谐波之波形,并转换该控制电路之该输出信号之一周期比至100%或根据该比较结果而小于100%之一预定値。4.如申请专利范围第3项所述压电变压器之驱动装置,其中,该切换元件系位于该步降直流-直流转换器中。5.一种压电变压器之驱动装置,包括:一驱动电路,具有一昇压型电压共振电路,其包括该压电变压器之一输入部,且输入类似一弦波之一驱动波形至该压电变压器之该输入部;一切换元件,连接于该驱动电路之输入端及一直流电源之间;一整流平滑电路,整流平滑该压电变压器之该输出信号,并将其施加于该负载;一固定阻抗电路,其一端连接至该压电变压器之该输出端;一侦测电阻,连接于该固定阻抗电路之另一端;一输出电压侦测电路,侦测该侦测电阻两端之电压;一控制信号产生器,根据该输出电压侦测电路之侦测电压,产生一控制电压及一控制电流;一电流控制振荡器,根据该控制电流以振荡于一频率;一驱动控制信号产生装置,接收一振荡信号,并产生一驱动控制波形以供应至该驱动电路,及产生一驱动波形;一温度侦测元件,物理连接于该该驱动电路之该些切换电晶体;一控制电路,产生一信号,藉以在接收该电流控制信号之该振荡信控所产生之一周期比下,控制一切换元件;一磁滞比较装置,比较由该自然频率转换之一标准电压,其可使该驱动波形转换成一零电压切换波形或转换至一与该控制电路之该输出信号重叠有较高谐波之波形,并转换该控制电路之该输出信号之一周期比至100%或根据该比较结果而小于100%之一预定値。6.如申请专利范围第5项所述压电变压器之驱动装置,其中,该切换元件系位于该步降直流-直流转换器中。7.如申请专利范围第3项所述压电变压器之驱动装置,其中,该驱动电路包括:第一及第二切换电晶体,其源极分别接地;第一线圈,其一端连接一电源端,另一端连接该第一切换电晶体之汲极及该压电变压器之输入部一端;及第二线圈,其一端连接该电源端,另一端则连接该第二切换电晶体之汲极及该压电变压器之输入部另一端;且该驱动控制信号产生装置包括:一频率分割电路,分割该电流控制振荡器输出之该振荡信号,藉以输出相位彼此相反之该第一及第二分割信号;及一缓冲电路,暂存该分割信号,并施加该分割信号至该第一及第二切换电晶体之闸极,藉以交替切换该第一及第二电晶体。8.如申请专利范围第3项所述压电变压器之驱动装置,其中,该磁滞比较装置包括:一标准电压来源,输出一标准电压以作为第一临界电压,其设定为两电压间之较低者,其一系由该驱动频率转换,其可使该压电变压器之该驱动频率转换至该非零电压切换波形,其二则由该驱动频率转换,其可以转换至与较高谐波重叠之波形;以及一磁滞比较器,比较该控制信号产生器之该控制电压及该第一临界电压与该控制电路之该输出信号,并在该控制信号到达该第一临界値,且在该控制电路之该输出信号之该周期比为100%之操作时,输出具有第一逻辑値之一信号以切换该控制电路之该输出信号之该周期比至小于100%之一预定値;及在该控制信号到达小于该第一临界値且大于该共振频率转换之一电压之一第二临界値,且在该控制电路之该输出信号之该周期比为小于100%之该预定値之操作时,输出具有第二逻辑値之一信号以切换该控制电路之该输出信号之该周期比至100%。9.如申请专利范围第5项所述压电变压器之驱动装置,其中,该磁滞比较装置包括:一标准电压来源,输出一标准电压以作为第一临界电压,其设定为两电压间之较低者,其一系由该驱动频率转换,其可使该压电变压器之该驱动频率转换至该非零电压切换波形,其二则由该驱动频率转换,其可以转换至与较高谐波重叠之波形;以及一磁滞比较器,比较该温度侦测元件之温度侦测电压、该标准电压来源之该第一临界电压、该控制电路之该输出信号,并在该控制信号到达该第一临界値,且在该控制电路之该输出信号之该周期比为100%之操作时,输出具有第一逻辑値之一信号以切换该控制电路之该输出信号之该周期比至小于100%之一预定値;及在该控制信号到达小于该第一临界値且大于该共振频率转换之一电压之一第二临界値,且在该控制电路之该输出信号之该周期比为小于100%之该预定値之操作时,输出具有第二逻辑値之一信号以切换该控制电路之该输出信号之该周期比至100%。图式简单说明:第一图系本发明第一实施例之电路示意图;第二图A-第二图F系本发明驱动电路之输入及输出电压波形之例子;第三图A-第三图C系解释习知方法及手段相较于本发明之问题;第四图系图示正常操作时之驱动波形,及因习知系统问题而产生之中断波形;第五图A-第五图B系图示周期比之切换操作;第六图A-第六图B系本发明为解决问题而采用之手段;第七图系本发明第二实施例之电路示意图;第八图系本发明第三实施例之电路示意图;第九图系本发明第四实施例之电路示意图;第十图系习知电路之方块图之一例;第十一图系习知电路之方块图之另一例;以及第十二图系习知电路之方块图之又一例。